带式运输机用圆锥圆柱齿轮减速器设计_课程设计(论文)湖南人文科技学院

湖南人文科技学院 课程设计报告课程名称课程名称: :机械设计课程设计机械设计课程设计设计题目设计题目：带式运输机用圆锥圆柱齿轮减速器设计 系系 别：别： 机电工程系 专专 业：业： 机械设计制造及其自动化 指导教师评语指导教师评语：指导教师签名： 年 月 日成绩成绩 项项 目目权重权重1、设计过程中出勤、学习态度等方面0.22、课程设计质量与答辩0.53、设计报告书写及图纸规范程度0.3成成绩绩评评定定总 成 绩教研室审核意见：教研室主任签字： 年 月 日教学系审核意见：主任签字： 年 月 日摘 要本设计是链式运输机用圆柱圆锥减速器，采用的是二级齿轮传动。在设计的过程中，充分考虑了影响各级齿轮和各部件的承载能力，对其做了详细的分析，并就它们的强度，刚度，疲劳强度和使用寿命等都做了校核，并且在此基础上，从选材到计算都力争做到精益求精。考虑到使用性能原则，工艺性能原则，经济及环境友好型原则，在材料的价格，零件的总成本，资源及能源，材料的环境友好及循环使用等方面都做了较为深刻的评估。本次设计还考虑了机械零件的各种失效形式，在尽可能的情况下做到少发生故障。本次设计具有：各级传动的承载能力接近相等；减速器的外廓尺寸和质量最小；传动具有最小的转动惯量；各级传动中大齿轮的浸油深度大致相等等特点。关键词关键词：齿轮传动齿轮传动 轴轴 滚动轴承滚动轴承 键连接键连接 结构尺寸结构尺寸目目 录录前 言1一、设计任务书3二、 传动方案的拟定及其说明4三、 电动机的选择63.1 电动机的功率的选择63.2 电动机转速和型号的选择7四、 传动比的分配114.1 锥齿轮传动比、齿数的确定114.2 圆柱齿轮传动比、齿数的确定11五、 传动参数的计算及其确定145.1 整个机构各轴转速的确定145.2 整个机构各轴的输入功率的确定145.3 整个机构各轴的输入转矩的确定155.4 整个机构各轴的传动参数16六、 传动件的设计计算186.1 高速级齿轮传动的设计计算186.2 低速级齿轮传动的设计计算25七、 轴的设计计算397.1 输入轴的设计397.2 中间轴的设计457.3 输出轴的设计52八、滚动轴承的选择及校核计算58九、键联接的选择及校核计算619.1 输入轴键计算619.2 中间轴键计算619.3 输出轴键计算61十、联轴器的选择及校核计算6310.1 各种联轴器的比较6310.2 联轴器的选择6410.3 联轴器的校核计算64十一、 减速器附件的选择6611.1 视孔盖和窥视孔6611.2 放油孔与螺塞6611.3 油标6611.4 通气孔6611.5 起盖螺钉6711.6 定位销6711.7 吊环6712、 润滑与密封681前前 言言随着科学技术的发展，各种设计制造技术，材料和热处理质量及齿轮加工精度都有了较大提高。各种通用和专用减速器在这种情况下也飞速发展和进步，体积和质量明显减少，承载能力，使用寿命和传动效率有了较大提高。对节能和提高主机的整体水平起到了很大的作用。但是，中国大多数的减速器水平还不高，老产品不可能立即被取代，新老产品的过渡还有很长的一段时间。当今的减速器是向着大功率，大传动比，小体积，高机械效率以及使用寿命长的方向发展。减速器与电动机的连体机构，也是大力开拓的形式。近十几年来，由于计算机技术与数控技术的发展，是的机械加工精度和加工效率大大提高，从而推动了机械传动产品的多样化。在 21 世纪成套机械装备中，齿轮依然是机械传动的基本部件。CNC 机床和工艺技术的发展，推动了机械传动行业的飞速发展，而减速器正是其中的代表。在传动设计中的学科交叉，将成为新型传动产品的发展趋势。本次课程设计是带式运输机上的圆锥圆柱减速器，在课程设计的过程中，我们组始终秉承着用料最省，成本最低。从设计到选材都坚持考虑使用性能原则，工艺性能原则，经济及环境友好型原则，力求在满足各部件的强度、刚度和承载力等要求的前提下，节约材料的成本，还要做到循环使用。总的来说，本次课程设计严格按照要求，有着设计精，成本少，污染低等特点。2计算及说明结果3一、设计任务书一、设计任务书设计一用于带式运输机上的圆锥圆柱齿轮减速器。空载起动，经常满载运行，工作有轻震，不反转。单班制工作。运输机卷筒直径 D=320,运输带容许速度误差为5。减速器为小批生产，使用期限 10 年。原始数据：题号 原始数据 1运输带工作拉力（）2×103运输带工作速度（/）1.2计算及说明结果4二、二、 传动方案的拟定及其说明传动方案的拟定及其说明按下列要求选择传动方案：a 各级传动的承载能力接近相等；b 减速器的外廓尺寸和质量最小；c 传动具有最小的转动惯量；d 各级传动中大齿轮的浸油深度大致相等。初步可拟定以下传动方案：1电动机 2联轴器 3圆锥齿轮减速器 4带式运输机附图一计算及说明结果5三、三、 电动机的选择电动机的选择按工作要求和工作条件及其发热、启动力矩、最大力矩等的分析，由机械设计课程设计 （Y 系列电动机 P177页）查得：可选用一般用途的 Y 系列（IP44）系列封闭式三相异步电动机，而由传动方案拟定图可知电机应为卧式封闭结构。3.13.1 电动机的功率的选择电动机的功率的选择3.1.13.1.1 链式运输机的输出功率链式运输机的输出功率wPwwwwVFP1000/由于为带式传动机，故可取为 0.96w所以KWVFPwwww5 . 296. 010002 . 11021000/3 3.1.23.1.2 电动机输出功率电动机输出功率dP/wdPP 传动装置的总效率87. 6543. 21式中、为从电动机至运输链轮的各传动机构和轴12承的效率。由 机械设计课程设计表 3-1 机械传动效率概略值(P13 页)查得：带轮两端的球轴承的效率为；弹性99. 01柱销联轴器的效率为；大齿轮两端的球轴承的效99. 0. 2率为；8 级精度油润滑的一般圆柱齿轮传动99. 03；大圆锥齿轮两端的一对圆锥滚子轴承的效率为97. 046；8 级精度油润滑的一般锥齿轮传动的效率为98. 05；小圆锥齿轮两端的一对圆锥滚子轴承的效率为96. 0. 6；弹性柱销联轴器的效率为；则98. 0799. 0. 886. 099. 098. 096. 098. 097. 099. 099. 099. 0故所需电动机的功率为KWKWPPwd91. 286. 05 . 2/3.1.33.1.3 电动机额定功率电动机额定功率mP根据机械设计课程设计P12 页功率的选择，按来选取电动机型号的规定，查询机械设计课程设dpP m计P178 页 表 17-7 可知所选电动机的额定功率为查的可选取电动机额定功率。KWPm33.23.2 电动机转速和型号的选择电动机转速和型号的选择通过表 17-7 Y 系列（IP44）三相异步电动机的技术数据可选定的电动机型号主要有以下四种：型号同步转速极数Y100L-23000r/min2Y100L2-41500r/min4Y132S-61000r/min6Y132M-8750r/min87根据原始数据的给出题号 原始数据 1运输带工作拉力（）2×103运输带工作速度（/）1.2其中运输带的的工作速度为 1.2m/s根据 ：rnV2r可得： srsm rVn/60. 032. 02/2 . 1 21根据 160nn可得： min/36601rnn推算电动机转速可选范围，由机械设计课程设计P14 页单级圆锥齿轮传动比推荐值的范围为，其单321i级传动比的最大值，单级圆柱齿轮传动比推荐值的5maxi范围，其单级传动比的最大值532i8maxi根据 （其中 表示为电动机的满载转速，wm nni mn表示为工作机的转速）wn可得 wmnin其整个的取值范围在之间，min/900min/216rrn 最大的取值为。min/1400r8于是选用电动机的类型为 Y132M-8，其明细表如下电动机型号Y132M-8额定功率 （ kw ）3同步转速 （r/min）750满载转速 （r/min）710极数8质量 （ kg ）799计算及说明结果10四、四、 传动比的分配传动比的分配根据 （其中 表示为电动机的满载转速，wm nni mn表示工作机的转速）wn可得 72.19min/36r/min710rnniwm4.14.1 锥齿轮传动比、齿数的确定锥齿轮传动比、齿数的确定4.1.14.1.1 锥齿轮传动比的确定锥齿轮传动比的确定a 因为是圆锥圆柱齿轮减速器，为使大圆锥齿轮尺寸不致过大，应使高速级圆锥齿轮传动比。43ib 因为采取油润滑，为了保证两级传动的大齿轮浸油深度相近时 。245 . 3i所以此处传动比的选取为 。0 . 41i4.1.24.1.2 锥齿轮齿数的确定锥齿轮齿数的确定根据规定小锥齿轮的齿数一般取，于是在此25171Z辞设计中选小圆锥齿轮齿数。201Z根据 可得12ZiZ0 .80200 . 42Z4.24.2 圆柱齿轮传动比、齿数的确定圆柱齿轮传动比、齿数的确定4.2.14.2.1 圆柱齿轮传动比的确定圆柱齿轮传动比的确定根据 21iii11可得 93. 40 . 4 72.1912iii4.2.24.2.2 圆柱齿轮齿数的确定圆柱齿轮齿数的确定首先确定小齿轮的齿数为 30根据 可得324ZiZ9 .1473093. 44Z4.2.34.2.3 圆柱齿轮传动比、齿数的最终确定圆柱齿轮传动比、齿数的最终确定经圆整可取大齿轮齿数 1484Z那么在圆柱齿轮啮合是其实际的传动比为93. 434 2ZZi根据要求运输带容许速度误差可以限制在 5的范围内，所以所选的传动比合理。12计算及说明结果13五、五、 传动参数的计算及其确定传动参数的计算及其确定5.15.1 整个机构各轴转速的确定整个机构各轴转速的确定根据机械设计课程设计P15 页，第四节中给出的计算公式具体如下：高速轴的转速 mnn 中间轴的转速 1/inn低速轴的转速 212/iininnm 滚筒轴的转速 nn其中：为电动机的满载转速； 为高速级传动比；mn1i为低速级传动比。2i可得 min/710rnnm min/5 .1770 . 4 min/710/1rrinnmin/0 .3693. 44min/710/212rriininnm min/0 .36 rnn 5.25.2 整个机构各轴的输入功率的确定整个机构各轴的输入功率的确定高速轴的输入功率 cmPP 中间轴的输入功率 g1PP低速轴的输入功率 gPP2 滚筒轴的输入功率 gcPP 其中： 为电动机的额定功率（KW） ； 为联轴器的mPc14效率；为一对轴承的效率； 为高速级齿轮传动的效率；g1为低速级齿轮传动的效率。2可得